Natuurlijk uranium is een grijze metaalachtige grondstof die wordt gewonnen in landen als Namibië, Australië, Niger, Canada, Rusland en de VS. Het bevat voornamelijk het element uranium 238, een fractie uranium 235 en sporen van uranium 234. Uranium 235 is het cruciale element waar de hele kerndiscussie om draait. Het is in tegenstelling tot de twee andere elementen splitsbaar en daardoor te gebruiken in kerncentrales waar via kernsplitsing energie wordt gewonnen.

Om uranium te kunnen gebruiken voor het opwekken van energie of in een kernwapen moet het verrijkt worden. Daarbij wordt het gehalte uranium 235 opgeschroefd. Uranium 238 en uranium 234 worden daarbij door toevoeging van fluor in centrifuges gescheiden van het lichtere uranium 235. Hoe hoger het gehalte uranium 235 in het uranium hoe hoger de verrijkingsgraad en hoe meer radioactieve straling het afgeeft.

Voor het op gang houden van de kettingreactie bij kernsplitsing moet het uranium voldoende sporen bevatten van uranium 235. In kerncentrales is lichtverrijkt uranium met 3 tot 5 procent uranium 235 voldoende, voor kernwapens waarbij ook met kernsplitsing wordt gewerkt moet dat percentage boven de 90 procent liggen, het zogeheten hoogverrijkt uranium.

Het uranium 238 dat na verrijking achterblijft staat wel bekend als verarmd uranium. Het is een afvalproduct maar kan onder meer gebruikt worden voor de productie van tankgranaten.

Plutonium komt in tegenstelling tot uranium eigenlijk niet voor in de natuur maar is door de mens ‘gemaakt’ in reactoren. De grondstof voor plutonium is uranium 238 waaraan één isotoop wordt toegevoegd, waardoor uranium 239 ontstaat, wat na afzwakking verandert in plutonium 239. Het zilvergrijze metaalachtige materiaal wordt gebruikt voor kernwapens, maar ook daarbij geldt dat het hoge zuiverheidsgraad moet hebben.